【簡介：】毫無疑問會的，而且美國海軍已經(jīng)將無人潛航器作為重要的作戰(zhàn)工具，這也是中國海軍在平時和戰(zhàn)時需要高度重視的一種武器。早在2003年，美國海軍將前4艘“俄亥俄”級彈道導彈核潛艇

毫無疑問會的，而且美國海軍已經(jīng)將無人潛航器作為重要的作戰(zhàn)工具，這也是中國海軍在平時和戰(zhàn)時需要高度重視的一種武器。早在2003年，美國海軍將前4艘“俄亥俄”級彈道導彈核潛艇改裝成巡航導彈核潛艇，原先巨大的“三叉戟”洲際彈道導彈發(fā)射井被改造為多管垂直發(fā)射裝置。2014年，為了充分利用直徑2.23米、長12.9米的空間，美國海軍開始開發(fā)一款直徑超過0.91米的大型無人潛航器LDUUV，命名為“蛇頭”。LDUUV相比其他533厘米直徑的無人潛航器有著更遠的航程、荷載能力，配備容量更大的電池，可以在海上自主運行數(shù)周。

LDUUV室內(nèi)展示

LDUUV為模塊化設計，采用開放架構(gòu)，能夠攜帶不同的任務傳感器和武器，可以不斷通過增量升級來擴展其功能。為了進行全球部署，海軍研究主管要求LDUUV增量1能夠通過瀕海戰(zhàn)斗艦、“弗吉尼亞”級攻擊核潛艇和“俄亥俄”級巡航導彈核潛艇上的大型海洋接口LOIs如拓展干船塢和通用發(fā)射/回收模塊進行部署。目前LDUUV的任務包括情報和環(huán)境準備IPOE和水下情報、監(jiān)視和偵查ISR。根據(jù)2018年財政預算計劃，首架“蛇頭”將在2020年第一季度進行水下測試，增量2的LDUUV將增加水上ISR、反水雷和有效荷載部署能力。

Mk18 Mod2 “王魚”

“王魚”屬于輕型無人潛航器，基于Remus100潛航器平臺研發(fā)。Mk18 Mod2長3.93米、直徑66厘米、最大潛深300米。由于采用了更大的平臺，Mk18 Mod2相比Mod1能夠搭載更多設備。傳感器包括動態(tài)聚焦側(cè)視聲納SLS、電導率和水溫傳感器和避障聲吶。通訊設備包括長基線聲波應答器、Wifi（用于水上大容量信號傳輸）和自由波無線電調(diào)制解調(diào)器。導航設備包括羅盤、P碼GPS、上/下視多普勒流速剖面儀ADCP、多普勒測速儀和Kearfott慣性導航單元。Mk18 Mod2同樣用于反水雷作戰(zhàn)，2011年開發(fā)出原型機，逐步引入各先進傳感器，2012年開始部署在波斯灣。

水面反水雷無人潛航器

水面反水雷無人潛航器SMCMUUV前身為戰(zhàn)地準備自主水下載具。由海軍研究辦公室和藍鰭機器人公司研發(fā)，基于“藍鰭21”無人潛航器，長3.04米，直徑53.3厘米、最大潛深274米、速度3節(jié)。其裝備的側(cè)掃聲吶可以區(qū)分水中的水雷和其他金屬物體?！八{鰭21”在美國海軍的掃雷艦上部署，同時也是瀕海戰(zhàn)斗艦反水雷作戰(zhàn)任務包的一部分。

SMCMUUV作戰(zhàn)模式示意圖

2011年，通用動力公司獲得了SMCMUUV的開發(fā)合同，開始工程和開發(fā)模型的生產(chǎn)。2017年形成初始戰(zhàn)斗力IOC并完成了海上驗收試驗。未來將進行進一步試驗以決定是否小批量生產(chǎn)。

戰(zhàn)場空間準備自主水下潛航器

戰(zhàn)場空間準備自主水下潛航器BPAUV同樣基于“藍鰭21”無人潛航器，用途與SMCMUUV稍有不同，主要用于掃描、繪制近海海床的地圖，以記錄海洋狀況。BPAUV通過起重機從水面艦艇部署。

BPAUV在遠征快速運輸船的后甲板上

懸停式自主水下潛航器

懸停式自主水下潛航器HAUV為非魚雷造型設計，尺寸為107x100x41厘米、最大潛深30米、速度1節(jié)、可在水下工作超過3.5小時。HAUV裝有5個推進器用于推進和懸停姿態(tài)控制，能夠自動定位并保持2m CEP（即有50％的幾率可以打進以2米為半徑的圓圈內(nèi)）的精度，能夠檢測水下船體、港口設施等周圍是否存在爆炸物等水下威脅。任務荷載包括一個DIDSON成像聲吶，成像數(shù)據(jù)能通過光纜直接傳輸?shù)讲僮魅藛T終端。藍鰭公司在2007年獲得了HAUV的制造合同。

Mk18 Mod1 “劍魚”

“劍魚”是美國海軍規(guī)劃的便攜式無人潛航器，由海軍海洋學辦公室主導開發(fā)，基于Remus100潛航器平臺研發(fā)。Mk18 Mod1長1.6米、直徑19厘米、極速5節(jié)、最大潛深100米，能夠通過長基線/超短基線的聲波應答器或者P碼GPS進行導航自主移動。傳感器包括水溫、海水濁度和電導率傳感器、側(cè)掃聲吶和下視相機，能夠進行低可視條件下的水下偵查和勘探作業(yè)，對水雷的偵測、識別和定位。

“劍魚”可由兩名操作人員直接部署下水

Mk18 Mod1 “劍魚”在2008年實現(xiàn)了完全作戰(zhàn)能力FOC，在“自由行動”期間在伊拉克烏姆蓋斯爾港的排雷行動投入實戰(zhàn)，也是瀕海戰(zhàn)斗艦反水雷任務包的一部分。后續(xù)的模塊升級將把兩個獨立的水下潛航器項目整合進Mk18系列中，提高在高雜波條件下對海底埋藏水雷的偵測能力，到2018年財年交付。

“海上追獵者”

“海上追獵者”大型UUV是賓夕法尼亞州立大學應用研究實驗室的產(chǎn)品，長8.66，直徑0.97米、極速2.3節(jié)、最多可以在海上自持10天。“海上追獵者”是為執(zhí)行情報、監(jiān)視和偵查ISR任務設計的，使用了一組可伸縮天線，可降低在海面上被發(fā)現(xiàn)的可能性。

“海上追獵者”岸上準備狀態(tài)

2008年，“海上追獵者”在從班布里奇號驅(qū)逐艦上進行了部署和回收試驗，后續(xù)可以通過“俄亥俄”級巡航導彈核潛艇上的干式甲板掩體部署。

今年的6月2日， 央視財經(jīng)頻道報道了我國浙江大學、之江實驗室的科研團隊制造的軟體機器人在馬里亞納海溝進行萬米級深潛的事情。還在2019年底的時候，浙江大學航空航天學院的李鐵風教授帶領團隊在馬里亞納海域?qū)σ煌庑涂崴坪ｔ~的仿生軟體機器人進行了深海潛游測試。

這種軟體機器人本身是一種深海潛航器，這是它的全球首次進行深海探測，其每秒自驅(qū)動一次，軟體機器人像一只鲾鲼魚一樣在水中不斷流動著，最深下潛深度為海平面以下10900米，這和我國下潛最深的奮進號深海潛航器下潛的深度（海平面以下10909米）差不多。

而已知馬里亞納海溝的最深處為11034米（挑戰(zhàn)深淵最深處），所以軟體機器人和奮進號深海潛航器下降的深度距離馬里亞納海溝的最深處也不過才100多米，基本就是世界海洋的最深處了。

奮進號深海潛航器有著厚厚的鈦合金外殼，能夠承受極大的壓力，所以雖然馬里亞納海溝1萬多米深的水中的水壓非常大，表面每平方米承受的壓力就是10900噸左右，但是獨特的設計和鈦合金外殼保證了它安然無恙。但是軟體機器人就不一樣了，它的表層并沒有如此堅實的外殼，為什么也能承受一樣的壓力呢？

這就不得不說這種軟體機器人的獨特設計了。而李鐵風教授則聲稱他們的設計靈感來自于獅子魚，是受獅子魚細碎骨骼的特點和結(jié)構(gòu)的啟發(fā)，對軟體機器人形狀進行了整體設計，這種軟體機器人的設計和獅子魚又有什么關系呢？

獅子魚被認為是海洋中能夠下潛的最深的有脊椎的魚類，深海探測器在7700米和8100米左右的深度都發(fā)現(xiàn)過它們的身影，號稱海洋脊椎動物中的“深潛之王”。

這種魚為什么能下潛的那么深呢？李鐵風團隊將獅子魚全身做了一個CT掃描，發(fā)現(xiàn)獅子魚的骨骼特點和結(jié)構(gòu)跟普通魚類很不相同，它的全身骨骼非常細碎，幾乎沒有腔室結(jié)構(gòu)，就連顱骨都退化到幾乎沒有了，這使得它的骨骼不必再隨著上浮和下沉承受內(nèi)外壓力差的變化，而且它的骨骼和其他魚類不一樣，有科學家發(fā)現(xiàn)深海獅子魚中一個與骨骼鈣化相關的基因——骨鈣蛋白被截短了，而這種蛋白正是調(diào)控骨骼鈣化和發(fā)育用的，能使它的骨骼變得非常薄，而且具有彎曲能力。同時科學家還發(fā)現(xiàn)，獅子魚等深海魚類的不飽和脂肪酸合成的相關基因出現(xiàn)了擴張現(xiàn)象，使得它們在高壓和低溫環(huán)境下仍然能夠保證細胞膜流動性。總之，其軀體特征已經(jīng)使獅子魚適應了深海的極端壓力。

李鐵風團隊因此對軟體機器人進行了獨特的設計，它們把軟體機器人所需要的電子元器件和電路板等化整為零，放置在軟體機器人的不同位置上，并且考慮到放置的角度和方向，以求分散電子元器件所受的壓力，并使機器人均衡受力，而表面和內(nèi)部也使用了柔軟的硅膠，其在不同水深位置給形變、韌性等并不大，所以能夠適應1萬多米深的深海壓強。

這種無人軟體機器人被認為在未來有著廣闊的應用前景，因為它可以在地球海洋的全海域中暢通無阻！可以像魚一樣在珊瑚礁或水下洞穴中安全航行，因此被認為在海洋探測和海底采礦等領域都能發(fā)揮較大作用。

參考資料：

央視財經(jīng)官方賬號6月2日文章《世界首次！中國軟體機器人突破萬米級深潛，軟體機器人來了》